鐵礦研究方法

A. 任務鐵礦石分析方法的選擇

任務描述

在岩石礦物分析工作中，元素及其化合物的掩蔽、分離和測定都是以它們的分析化學性質為基礎的。所以，討論和研究它們的分析化學性質是極其必要的。本任務對鐵的化學性質、鐵礦石的分解方法、鐵的分析方法選用等進行了闡述。通過本任務的學習，知道鐵的化學性質，能根據礦石的特性、分析項目的要求及干擾元素的分離等情況選擇適當的分解方法，學會基於被測試樣中鐵含量的高低以及對分析結果准確度的要求不同而選用適當的分析方法，能正確填寫樣品流轉單。

任務分析

一、鐵在自然界的存在

鐵在自然界（地殼）分布很廣，也是最常用的金屬，約佔地殼質量的5.1%，居元素分布序列中的第四位，僅次於氧、硅和鋁。它的最大用途是用於煉鋼；也大量用來製造鑄鐵和煅鐵。鐵和其化合物還用作磁鐵、染料（墨水、藍曬圖紙、胭脂顏料）和磨料（紅鐵粉）。但由於鐵很容易與其他元素化合而成各種鐵礦物（化合物）存在，所以地殼中很少有天然純鐵存在。我們所說的鐵礦石是指在現代技術條件下能冶煉出鐵來而又經濟的鐵礦物。

鐵礦石從主要成分上劃分至少可以分為：赤鐵礦，主要有效成分Fe₂O₃；褐鐵礦，主要有效成分mFe₂O₃·nH₂O；磁鐵礦，主要有效成分Fe₃O₄；菱（黃）鐵礦，主要有效成分FeCO₃（Fe₂S₃）；純鐵礦，主要有效成分單質鐵；以及上述礦藏的混生礦或與其他黑色金屬的伴生礦。鐵精礦中鐵的含量（品位）大小直接決定著鐵的產量，所以生產中特別注重鐵礦石的含量。鐵精礦中鐵含量的大小的主要測定方法有EDTA配位滴定法、重鉻酸鉀容量法。鐵礦石中全鐵含量的測定，目前國內外主要採用重鉻酸鉀容量法。

二、鐵的分析化學性質

（一）鐵的化學性質簡述

鐵（Fe），原子序數26，相對原子質量55.847，鐵的密度為7.9g/cm³，鐵有多種同素異形體，如α鐵、β鐵、γ鐵、σ鐵等。鐵是比較活潑的金屬，在金屬活動順序表裡排在氫的前面。常溫時，鐵在乾燥的空氣里不易與氧、硫、氯等非金屬單質起反應，在高溫時，則劇烈反應。鐵在氧氣中燃燒，生成Fe₃O₄，熾熱的鐵和水蒸氣起反應也生成Fe₃O₄。鐵易溶於稀的無機酸和濃鹽酸中，生成二價鐵鹽，並放出氫氣。在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時，表面生成一層氧化物保護膜，使鐵「鈍化」，故可用鐵製品盛裝濃硫酸或濃硝酸。鐵是一變價元素，常見價態為＋2價和＋3價。鐵與鹽酸、稀硫酸等反應時失去兩個電子，成為＋2價。與Cl₂、Br₂、硝酸及熱濃硫酸反應，則被氧化成Fe^3＋。鐵與氧氣或水蒸氣反應生成的Fe₃O₄，可以看成是FeO·Fe₂O₃，其中有1/3的Fe為＋2價，另2/3為＋3價。鐵的＋3價化合物較為穩定。鐵的化合物主要有兩大類：亞鐵Fe^（Ⅱ）和正鐵Fe^（Ⅲ）化合物，亞鐵化合物有氧化亞鐵（FeO）、氯化亞鐵（FeCl₂）、硫酸亞鐵（FeSO₄）、氫氧化亞鐵［Fe（OH）₂］等；正鐵化合物有三氧化二鐵（Fe₂O₃）、三氯化鐵（FeCl₃）、硫酸鐵［Fe₂（SO₄）₃］、氫氧化鐵［Fe（OH）₃］等。

Fe^2＋呈淡綠色，在鹼性溶液中易被氧化成Fe^3＋。Fe^3＋的顏色隨水解程度的增大而由黃色經橙色變到棕色。純凈的Fe^3＋為淡紫色。Fe^2＋和Fe^3＋均易與無機或有機配位體形成穩定的配位化合物。

（二）亞鐵的氧化還原性質

在鹼性溶液中亞鐵極易被氧化，空氣中的氧就可以將其氧化為Fe^3＋：

4Fe（OH）₂＋O₂＋2H₂O→4Fe（OH）₃

與此同時，有少量的亞鐵還可發生歧化作用而形成Fe^3＋和Fe⁰。亞鐵鹽在中性溶液中被空氣中的氧氧化時，其速度遠較在酸性溶液中為快，在醇溶液中其氧化速度較在水溶液中為快；在反應過程中，pH、溫度及鹽類等條件對反應均有影響。反應結果往往有鹼式鹽生成：

4Fe^2＋＋O₂＋2Cl^-→2FeOCl＋2Fe^3＋

在酸性溶液中的亞鐵比在鹼性或中性溶液中穩定得多。氫離子濃度越大，其氧化反應越不容易進行。因此，要氧化酸性溶液中的亞鐵成為Fe^3＋，必須採用相當強的氧化劑。許多具有強氧化性的含氧酸鹽，如高錳酸鹽、重鉻酸鹽、釩酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽等，均可在酸性環境中氧化亞鐵為氧化鐵。其中高錳酸鹽、重鉻酸鹽等可配成標准溶液直接滴定亞鐵。

（三）三價鐵的氧化還原性質

三價鐵是鐵的最穩定狀態。在酸性溶液中，三價鐵是緩和的氧化劑，一般情況下只有較強的還原劑才能將它還原。這些還原劑有硫化氫、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、氯化亞錫、碘化鉀、亞鈦鹽、亞汞鹽、金屬鋅或鋁以及一些有機還原劑如鹽酸羥胺、抗壞血酸、硫脲等。其中硫酸亞鈦、硝酸亞汞可用來直接滴定三價鐵，氯化亞錫在鐵的容量法中的應用亦為大家所熟知。

（四）鐵的配位性質

1.鐵的無機配合物

三價鐵和亞鐵的硫酸鹽都可與硫酸鹽或硫酸銨形成復鹽。其中最重要的是（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O。此復鹽的亞鐵的穩定性較大，在分析中可用它來配製亞鐵的標准溶液。三價鐵的復鹽中，鐵銨釩（NH₄Fe（SO₄）₂·12H₂O）也常被用來配製三價鐵的標准溶液。

鐵離子和亞鐵離子可分別與氟離子、氯離子形成配位數不同的多種配合物。分析中常利用［FeF₆］^3-配離子的形成以掩蔽Fe^3＋，在鹽酸溶液中Fe^3＋與Cl^-形成的配離子為黃色，可藉以粗略判定溶液中Fe^3＋的存在。

鐵離子與硫氰酸根離子形成深紅色配合物。此反應可用於Fe^3＋的定性分析和比色法測定。

在過量磷酸根離子存在下，鐵離子可形成穩定的無色配離子，在分析中可藉此掩蔽Fe^3＋。此外，在用磷酸分解鐵礦石的過程中，也利用了三價鐵與磷酸根離子形成穩定配合物的反應。

2.鐵的有機配合物

EDTA與三價鐵的配位反應應用十分廣泛。亞鐵的EDTA配合物不如三價鐵的EDTA配合物穩定，因此在分析中主要應用三價鐵與EDTA的配位反應以掩蔽Fe^3＋或進行容量法測定。

鄰啡羅啉與亞鐵離子形成較穩定的紅色配合物，反應的靈敏度很高，可用於亞鐵的分光光度法測定。

其他的許多配位劑，如銅試劑、三乙醇胺、檸檬酸鹽、酒石酸鹽等與三價鐵離子形成配合物的反應，在分離、掩蔽中都有應用。

三、鐵礦石的分解方法

鐵礦石的分解，通常採用酸分解和鹼性熔劑熔融的方法。酸分解時，常用以下幾種方法：

（1）鹽酸分解：鐵礦石一般能為鹽酸加熱分解，含鐵的硅酸鹽難溶於鹽酸，可加少許氫氟酸或氟化銨使試樣分解完全。磁鐵礦溶解的速度很慢，可加幾滴氯化亞錫溶液，使分解速度加快。

（2）硫酸-氫氟酸分解：試樣在鉑坩堝或塑料坩堝中，加1∶1 硫酸10 滴、氫氟酸4～5mL，低溫加熱，待冒出三氧化硫白煙後，用鹽酸提取。

（3）磷酸或硫-磷混合酸分解：溶礦時需加熱至水分完全蒸發並出現三氧化硫白煙後，再加熱數分鍾。但應注意加熱時間不能過長，以防止生成焦磷酸鹽。

目前採用鹼性熔劑熔融分解試樣較為普遍。常用的熔劑有碳酸鈉、過氧化鈉、氫氧化鈉和氫氧化鉀等在銀坩堝、鎳坩堝或高鋁坩堝中熔融。用碳酸鈉直接在鉑坩堝中熔融，由於鐵礦中含大量鐵會損害坩堝，同時鉑的存在會影響鐵的測定，所以很少採用。

在實際應用中，應根據礦石的特性、分析項目的要求及干擾元素的分離等情況選擇適當的分解方法。對於含有硫化物和有機物的鐵礦石，應將試樣預先在550～600℃溫度下灼燒以除去硫及有機物，然後以鹽酸分解，並加入少量硝酸，使試樣分解完全。

四、鐵的分析方法

（一）重鉻酸鉀容量法

（1）無汞重鉻酸鉀容量法：試樣用硫酸-磷酸混酸溶解，加入鹽酸在熱沸狀態下用氯化亞錫還原大部分三價鐵。在冷溶液中以鎢酸鈉為指示劑，滴加三氯化鈦還原剩餘三價鐵，並稍過量，在二氧化碳氣體保護下，用重鉻酸鉀氧化過量三氯化鈦，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，用重鉻酸鉀標准溶液滴定到終點。根據消耗的重鉻酸鉀標准溶液的體積計算試樣中全鐵百分含量。

（2）有汞重鉻酸鉀容量法：在酸性溶液中，用氯化亞錫將三價鐵還原為二價鐵，加入氯化汞以除去過量的氯化亞錫，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，用重鉻酸鉀標准溶液滴定至紫色。反應方程式：

岩石礦物分析

岩石礦物分析

岩石礦物分析

經典的重鉻酸鉀法測定鐵時，採用氯化亞錫將溶液中的Fe^3＋還原為Fe^2＋。然後用氯化汞除去過量的氯化亞錫，汞鹽會造成污染，因此中國在20世紀60年代以來發展了「不用汞鹽的測鐵法」。

（二）EDTA配位滴定法

鐵礦石經濃鹽酸溶解，低溫加熱直至溶解完全後冷卻，加水將溶液稀釋至一定濃度，再加入硝酸和氨水調節溶液pH＝1.8～2，以磺基水楊酸為指示劑，用EDTA標液滴定，終點由紫紅色變為亮黃色。

本法與經典法對鐵礦石中全鐵量測試結果准確度、精密度是一致的，本法可以避免因為加入HgCl₂溶液而造成環境污染，有害於人的身體健康的弊病，且本法操作比經典法簡便，完全可以採用。

（三）鄰啡羅啉比色法

以鹽酸羥胺為還原劑，將三價鐵還原為二價鐵，在pH＝2～9的范圍內，二價鐵與鄰啡羅啉反應生成橙紅色的配合物［Fe（Cl₂H₈N₂）₃］^2＋，藉此進行比色測定。其反應如下：

4FeCl₃＋2NH₂OH·HCl→4FeCl₂＋N₂O＋6HCl＋H₂O

Fe^2＋＋3Cl₂H₈N₂→［Fe（Cl₂H₈N₂）₃］^2＋（橙紅色）

這種反應對Fe^2＋很靈敏，形成的顏色至少可以保持15天不變。當溶液中有大量鈣和磷時，反應酸度應大些，以防CaHPO₄·2 H₂O沉澱的形成。在顯色溶液中鐵的含量在0.1～6mg/mL時符合Beer定律，波長530 nm。

（四）原子吸收光譜法

利用鐵空心陰極燈發出的鐵的特徵譜線的輻射，通過含鐵試樣所產生的原子蒸汽時，被蒸汽中鐵元素的基態原子所吸收，由輻射特徵譜線光被減弱的程度來測定試樣中鐵元素的含量。鐵的最靈敏吸收線波長為248.3nm，測定下限可達0.01mg/mL（Fe），最佳測定濃度范圍為2～20mg/mL（Fe）。

（五）X射線熒光分析法

X射線熒光光譜分析法具有分析速度快、試樣加工相對簡單、偶然誤差小及分析精度高的特點，已廣泛應用於各種原材料的分析中，並逐步應用於鐵礦石的分析中。但由於鐵礦石成分非常復雜，主成分含量較高，變化范圍大，使基體變化大，對X射線熒光分析造成不利影響，致使在用通常壓片法進行鐵礦石分析時，其准確度不如化學法高。採用玻璃熔片法對樣品進行熔融稀釋處理，可以有效地消除熒光分析中的基體效應，提高熒光分析的准確度。

X射線熒光分析法的優點之一是各元素的特徵譜線數量少。測定鐵通常選用的是K_α線，其波長為1.93Å（1Å＝0.1nm）。

五、鐵礦石的分析任務及其分析方法的選擇

基於被測試樣中鐵含量的高低不同以及對分析結果准確度的要求不同，可採用的測定方法有很多。目前，岩石礦物試樣中高含量鐵的測定主要採用容量分析法。其中重鉻酸鉀容量法應用最廣泛。此外，以氧化還原反應為基礎的測定鐵的容量法還有高錳酸鉀法、鈰量法、碘量法、硝酸亞汞法以及鈦量法等。以配位反應為基礎的容量法中較常採用的是EDTA法。試樣中低含量鐵的測定，常用的有磺基水楊酸分光光度法和鄰菲羅啉分光光度法以及原子吸收分光光度法。X射線熒光分析法也已用於岩石礦物試樣中鐵的測定。

氯化亞錫還原-重鉻酸鉀容量法具有穩定、准確、簡易、快速等許多優點，但由於使用了劇毒的氯化汞，嚴重污染環境，危害人體健康。為了避免使用汞鹽，近年來常採用氯化亞錫、三氯化鈦聯合還原-重鉻酸鉀容量法。原子吸收法操作簡單、快速，結果的精密度、准確度高，但鐵的光譜線較復雜，例如，在鐵線248.3 nm附近還有248.8 nm線；為克服光譜干擾，應選擇最小的狹縫或光譜帶。

鄰菲羅啉能與某些金屬離子形成有色配合物而干擾測定。但在乙酸-乙酸銨的緩沖溶液中，不大於鐵濃度10倍的銅、鋅、鈷、鉻及小於2mg/L的鎳，不幹擾測定，當濃度再高時，可加入過量顯色劑予以消除。

技能訓練

實戰訓練

1.實訓時按每小組5～8人分成幾個小組。

2.每個小組進行角色扮演，利用所學知識並上網查詢相關資料，完成鐵礦石委託樣品從樣品驗收到派發樣品檢驗單工作。

3.填寫附錄一中表格1和表格2。

B. 鐵礦勘查物探方法技術

物探在鐵礦勘查中是最重要的勘查方法。同時，鐵礦也是物探最能發揮直接找礦作用的重要金屬礦礦種之一。鐵礦勘查過程中，在發現隱伏礦、擴大已知礦規模、詳細圈定礦體形態等方面，物探發揮的重要作用已成為共識。當前，我國找鐵礦面臨的主要任務是發現新礦帶，在已知礦區深部或外圍尋找新礦體。物探找鐵礦所採用的方法除主要磁法外，還有電測深類方法和重力、井中物探等方法。

對於尋找隱伏鐵礦而言，高精度磁法的運用是最廣泛也是最為有效的方法。地面高精度磁測(總誤差≤5nT)，可驗證航磁異常存在與否，圈定磁性體位置和范圍，推斷磁性體的埋深與產狀;井中三分量磁測可較精細了解井底及井旁是否存在盲礦體，還可判定鑽孔終孔是否合理等問題。在傳統物探手段對深部探測效果不明、地形條件復雜、雜訊干擾強的情況下，採用可控源音頻大地電磁法(CSAMT)、瞬變電磁法(TEM)等具有探測深度大的電磁法，能較好地反映出深部大的隱伏鐵礦，大致推斷礦體形態與邊界。在鐵礦勘查中，多種物探方法合理運用，可為鑽探工程布設提供重要依據。

航空磁測因效率高、測網規則、投資少、信息量大，在區域地質調查、成礦地質構造勘查中發揮了重要作用，為區域地質構造研究、成礦預測提供了極豐富的資料，尤其在鐵磁性類礦找礦勘查中發揮了特別重要的作用。在我國航空磁測首先是用於普查找磁性鐵礦，是鐵礦勘查中最主要、最有效、取得成果最多的一種物探方法。一般情況下，普查(大面積，中小比例尺)採用航空磁測發現異常，經地面物探方法(地磁法)查證後，進入下一步以找礦為目標的普詳查和勘探工作階段。

在當前航空磁測儀器測量精度、補償技術、定位精度極大提高的基礎上，高寒山區1∶5萬高精度航磁將提供更重要的信息。2007～2010年，新疆維吾爾自治區選擇西天山阿吾拉勒、喀喇昆侖、西昆侖、阿爾金－祁曼塔格等不同地貌景觀、不同成礦地質背景和不同地球物理條件區開展了1∶5萬航磁測量，獲得了豐富的異常信息，區域異常得到有效分解，在多個項目中實現了「當年飛行、當年查證、當年見礦」的找礦成果。

磁測數據處理方法和復雜地質體正反演方法技術的發展，為研究復雜磁異常、低緩磁異常，以提高異常定量解釋水平奠定了基礎。多種電測深類電法探測深度的加大以及帶地形的二維反演方法的成熟化，對區分磁異常性質、減少磁法定量解釋中的多解性等方面提供了有力的技術手段。

本章收錄了10篇鐵礦床勘查案例，其中物探技術尤其是磁測技術在這些礦床勘查中發揮了重要作用。

C. 礦床變化與保存的研究方法

成礦作用過程是比較復雜的，再加上成礦後變化就更為復雜，前一作用過程的產物又被後來的多次作用過程所改造、疊加或破壞。只能根據現在保存下來的混雜的地質作用產物來推斷其初始組成與結構，並推斷其演變過程。因此，應用科學的思維方法和精密的探測、分析、測試技術來研究礦床變化和改造。常用的方法有：

（一）礦化區地質填圖（大、中比例尺）

是研究礦床變化保存的基本方法。通過周密的地質觀測、制圖和相關的測試、鑒定工作，可以查明礦體、礦床、礦田內與礦化有關地質體的空間展布、相互關聯和時間序次，包括穿插、包裹、蝕變、剝蝕、掩蓋、錯動等反映原生與次生、早成與後成的各種信息。制圖比例尺可根據研究對象的尺度而有所不同。也可根據需要進行專門制圖，如水文地質制圖、構造地球化學制圖以及各種精細的地表露頭和坑內地質素描等。

（二）構造解析法

構造活動是控制礦床變化改造的基本因素之一。按構造與成礦的時間關系可大體劃分為成礦前構造、成礦期構造和成礦後構造。成礦前、成礦期構造在成礦後的持續活動常使礦體產狀和結構復雜化，而新生的成礦後構造對礦床的破壞和改造最為直接和顯著（翟裕生等，1993，1997）。

（三）礦物學和蝕變岩石學研究

礦床的變化和改造集中地表現在原生礦物和岩石的改造（結構的、構造的、化學成分的）。詳細地對比研究原生礦物、岩石和次生礦物、岩石（包括蝕變岩石）的組構和成分的差異，及其所佔有的空間和發生的時間，十分有助於判斷礦床發生變化的類型和強度，並有可能做出定量的分析。也可探索並識別出礦床被改造程度的次生標型礦物（組合），作為一種實際的判別標志。

（四）地球化學方法

運用地質和地球化學方法，可以從水系沉積物、土壤和岩石的元素地球化學測量結果（異常圖）中，區分開礦化原生異常場和成礦後次生異常場。再結合含礦區域和礦床的地質構造條件分析，去追溯礦床或礦集區中成礦元素及伴生元素的後生遷移路徑、遷移距離和分帶情況，從而提供有關礦床變化、改造的有用信息。運用生物地球化學方法還可查明生物有機質對礦床中有用物質的改造和再遷移作用。

（五）地球物理方法

地球物理勘查獲得的豐富信息不僅用於找尋礦床，還可用於研究礦床中礦體、圍岩等物理性質的變化。譬如，具強磁性含礦侵入體中局部弱磁異常可能是岩體的被蝕變部分，或是後來弱磁性岩牆的侵入部位。含多量硫化物的斑岩體有較強的電異常，但硫化物氧化為褐鐵礦後，則電異常顯著減弱。這些情況說明，結合地質情況，充分利用物探信息，也是研究礦床變化的一種手段。

（六）地理學和氣象學的方法

這對研究地表礦床的風化剝蝕過程是很有必要的。不同的地理空間和地貌景觀如經緯度、海拔高度、高山、丘陵、平原、窪地、河流、湖泊、海岸等各有不同的風化剝蝕強度，而氣象因素如氣溫、氣壓、濕度、降雨量、風力及風向、冰凍、積雪等又直接左右表生風化作用進行。這些因素都控制著礦床露頭的變化改造作用。

（七）礦床形成年代、改造年代和變化時段的測定

運用同位素定年方法，結合地質分析，可從時間維去認識礦床變化改造的地質年齡、經歷的時間、變化的速率等，幫助了解礦床變化的階段性及每個階段的變化特徵。目前，在礦床成礦年齡方面已積累了大量的測定數據，還需密切結合地質體時-空關系來慎重比較和釐定，而關於礦床改造年齡方面研究剛剛起步，需要積累資料和經驗。

（八）模擬實驗

現有的成岩成礦實驗大都是模擬礦床形成過程的物理化學作用及控制參量（高溫高壓、常溫常壓及其他），而很少注意到對礦床改造破壞過程的實驗研究。應該有重點地開展這類研究，以便獲得規律性認識；還可為研究礦床表生變化中有害元素分散對生態環境的損害作用提供可借鑒的資料。

D. 如何勘探鐵礦石

新華網北京1月15日電(記者王立彬)國土資源部15日宣布，我國已在鞍本、冀東、兗州、攀西、廬樅等地區探獲鐵礦石資源量近50億噸，其中10億噸為探明資源儲量。人們感興趣的是，50億噸儲量能否緩解我國鐵礦石需求壓力，會不會對新一輪國際鐵礦石談判產生影響？

答案都是肯定的。

目前，我國正處於加快工業化、城市化進程中。某種意義上說，鋼鐵是工業化、城市化的支撐。50億噸天量鐵礦石儲量，對我國鋼鐵工業具有重大意義。從長期看是這樣，從近期看也是如此。例如河北冀東馬城鐵礦探明鐵礦資源儲量達10．44億噸，是自上世紀80年代以來，我國探明的單礦床規模最大的鐵礦資源產地。由於埋藏淺、易開采，目前已經進入國家建設計劃。

從長期來看，僅一個年度就能新增50億噸鐵礦資源量，預示著無論我國東部地區，還是西部地區，都還有很大的鐵礦找礦潛力。家裡有鐵，心裡不慌。50億噸鐵礦儲量，使我們心裡有了底。可以說我國立足國內、保障資源安全的戰略是有把握的。

眼下，新一輪國際鐵礦石談判開始了，多年來依賴又要挾中國需求的全球鐵礦石博弈進一步加劇。國土資源部總工程師張洪濤明確表示，立足國內、年度發現50億噸鐵礦，肯定會對國際鐵礦談判產生積極影響。據透露，河北發現的10．44億噸鐵礦石探明儲量，已經正式列入我國鋼鐵重鎮的河北鋼鐵集團2010年工作計劃，效益可謂立竿見影。隨著時間推移，50億噸鐵礦儲量將對全球鐵礦石供需產生越來越大的影響。

E. 礦床學研究內容和方法

礦床學研究內容通常可概括為研究礦床的特徵及其形成條件、形成作用與過程時空分布及其控制因素。前者即闡明礦床的成因，後者即查明礦床的分布規律。礦床學正是圍繞著這些問題的提出和解決不斷發展起來的。

現代礦床學已包括以下一些相對獨立而又互有聯系的研究領域。成因礦床學或稱礦床地質學討論礦床成因和分布的基本理論問題。金屬礦床學研究各種金屬富集成礦條件及礦床類型。非金屬礦床學研究各類非金屬礦產形成條件和礦床類型。礦相學在顯微鏡下研究金屬礦石的礦物組成和微觀組構。區域成礦學主要是通過分析區域成礦背景，闡釋成礦作用演化和礦床分布規律。還有礦床地球化學是礦床學與地球化學的邊緣學科，從 20世紀30～40年代開始把地球化學理論和方法應用到礦床研究以來，顯著地擴展了礦床研究的廣度和深度。

礦床研究工作一般是結合著礦床的發現、勘查與開采過程而進行的。研究一個具體礦床的工作內容大體包括以下方面：①區域地質特徵，礦床在區域地質構造分區中的位置，該地區的沉積作用、岩漿作用，構造發展和成礦的有利背景。②礦區地質特徵，區內的岩石、構造類型和特點，礦床的產出條件及分布。③礦體的產狀和形態及其空間位置的控制，礦體內外礦化特徵變化的查明。④礦石的類型，礦石的組成和組構，有用組分的存在形式，影響礦石質量的因素。⑤綜合研究，礦床成因和類型的確定，礦床的評價。在不同工作階段中研究的內容有所側重，在礦床尋找和發現初期，著重研究區域和礦區與成礦有關的基礎地質問題，對該地區成礦條件作出遠景評價。在礦床勘查階段，研究工作更多地圍繞礦床本身。通過詳細的地質工作和各項勘探工程所取得的資料數據的整理分析，總結礦床的特點並作出對礦床的工業評價。在勘查工作進程中以及開采過程中也常常需要針對生產中遇到的問題進行某些專題性研究工作。總的來說，礦床研究始終是圍繞這兩個中心，一是盡可能獲取礦床成因信息，二是取得充分的礦床評價的資料和數據。

礦床研究內容的多層次性和綜合性，要求多種礦床研究方法的相互配合與補充。礦床研究要應用礦物學、岩石學、地層學、構造地質學等各基礎學科的理論和方法。當然，更要應用和發展礦床地質學、礦相學這些礦床學自身的理論和方法。隨著礦床地球化學已成為研究礦床不可缺少的內容，許多藉助現代分析測試技術進行分析對比的礦床地球化學研究方法已得到迅速發展和廣泛應用。下面對野外現場地質研究和實驗室研究重要方法及特點作一概略介紹。

野外或現場地質觀察研究：在收集和研究前人工作成果資料的基礎上進行工作區地質路線和重點地段的踏勘調研，實際了解區域地質特點及成礦條件。對礦區內地表露頭和揭露礦體的各種勘探工程、鑽孔岩心進行全面的觀察和描述，同時採集各類標本、樣品，並作系統的編錄，為進一步實驗室研究准備材料。

地質填圖是區域和礦區地質研究的基本方法，一般區域地質圖採用中比例尺，礦區地質圖採用大比例尺。隨著礦床類型的不同，進行中大比例尺填圖時都帶有專門地質測量的性質。如針對沉積岩區、火山岩區、侵入岩區、構造簡單或構造復雜地區都有相應的岩石學研究和構造測量與解析等不同研究內容和方法特點。

利用各種類型勘探工程成果補充地面地質觀察研究是礦床地質研究的重要特點和優點。經過合理選擇和精心布置的探槽、淺井、坑道及鑽孔，揭露和控制了礦體的分布和產狀形態變化。在山地工程的工作面上和對鑽孔的岩心進行詳細觀察、素描和描述，並系統采樣分析，確定礦體邊界，並獲得對礦石類型、特徵與質量變化的了解。整理各項工程資料，編制出適當比例尺的坑道平面圖，勘探線剖面圖，以及縱剖面圖等地質圖件，這些圖件是獲得對礦床從局部到整體的認識和客觀反映礦體特徵以及正確進行礦床評價的基本依據。

實驗室研究：包括傳統的岩石學、礦相學方法和有了很大發展的包裹體研究方法以及在現代分析測試技術基礎上發展起來的礦床地球化學研究方法。

岩石學和礦相學：在透射光和反射光顯微鏡下研究礦區岩石和礦石的類型、礦物組成和組構特點，確定礦物共生組合和生成順序，劃分成礦階段，查明一些礦物的賦存狀態，以及測量礦物顆粒大小和交生關系等影響礦石加工工藝的性質。顯微鏡下觀察一方面彌補了肉眼觀察尺度的限制，另一方面又為作進一步微區、微量組分研究指示方向，它是一個重要的中間環節。

礦物包裹體研究：包裹體研究是在礦床研究中早已應用的方法之一，近年來有了很快的發展，這里包裹體指的主要是礦石中某些礦物內部的氣液相包裹體，它們是當礦物形成時被捕獲在其晶體缺陷中的少量成礦流體。這類包裹體多數＜100μm，在顯微鏡和冷、熱台上研究改變溫度時氣液相包裹體的變化可測得或計算出成礦時的溫度、壓力，也可以測定其鹽度、密度、PH值、氧化還原指標等。藉助新的技術也已能夠進行包裹體內微區微量成分分析和流體的穩定同位素組成的分析，而獲取到更多的成因信息，包裹體研究是現在研究成礦流體最直接有效的方法之一。

現代分析測試技術方法的應用：在一般岩礦鑒定基礎上，針對某些特殊需要還可以選擇應用光譜（發射光譜、吸收光譜、拉曼光譜）、極譜（汞電極極譜）、質譜（氣體質譜和固體質譜）、色譜（氣相色譜、液相色譜）、能譜分析（如中子活化法），確定有關岩石和礦物的化學成分，包括微量成分和礦物微區的成分。也可以選擇利用 X射線分析、熱分析、電子顯微鏡分析（透射電鏡、反射電鏡及掃描電鏡即電子探針）和礦物譜學（紅外、核磁共振、穆斯堡爾譜等）研究其結構和原子價態，有的也涉及礦物成分。

現代分析測試應用到研究地球化學以來已經積累了大量的各類數據，對這些數據進行了整理研究和統計計算，已經大大豐富和深化了對各種地球物質的化學組成、化學作用和化學演化規律的認識。礦床地球化學研究方法主要就是通過分析測試取得研究對象分析測試的結果後與已有數據、已建立起來的規律性進行對照和比較，作出有關成礦物質來源、成礦物理化學條件等的判別與解釋。現在應用最多的是微量元素研究和同位素研究。

微量元素研究：微量元素一般是指地殼中豐度較小、主要以類質同象或混入形式存在於主元素礦物或岩/礦石中的一些元素，各種金屬礦物內有不同的微量元素組合，例如鉛鋅礦石內有Cd、In、Ga、Ge、Se、Te、T1，鎢錫礦石內有Nb、Ta、Sc、Te、Bi、In、稀土元素等。已知在內生和外生成礦作用過程中微量和常量元素出現一定的演化序列，微量元素與相關常量元素的比值可作為地殼物質演化與成礦作用的標志。一些礦物或共生的礦物對微量元素的含量可用作地質溫度計。研究地區岩石和礦石中微量元素含量與已經計算出來的地球層圈、各類岩漿岩、沉積岩中微量元素豐度值的比較可用於成岩成礦物質來源的探索和構造環境的推斷。特別是稀土元素中14個元素的含量經標准化後作出的REE配分型式以及稀土元素總量、重稀土元素的比值、Eu 和Ce元素組成與標準的偏離（δEu，δCe）等參數都已用於判別成礦物質來源、成礦過程物理化學條件。

同位素研究：首先穩定同位素地球化學研究能獲得許多成岩成礦信息。應用硫化物硫同位素組成與隕石硫作標準的對比（δ³⁴S）可以判斷硫的來源，區分出隕石硫、海相硫酸鹽型硫、生物硫或其間的過渡類型。應用氫、氧同位素組成與大洋水標准對比（δD、δ¹⁸O）可獲得成礦流體水的類型和來源，區分出是大氣降水、盆地地下水、地層水、變質水與岩漿水等。同樣，利用碳酸鹽礦物中的δ¹⁸O、δ¹³C也可以判別流體的起源與演化。成礦系統中硫和碳同位素結合起來研究可以確定成礦流體的溫度和fo₂、fs₂、fco₂等物理化學參數及礦石沉澱機理。一些硫化物礦物對的同位素組成也可作為地質溫度計。

同位素年齡測定是應用放射性同位素衰變的基本原理，確定岩石和礦物形成時間的方法。一個計時的同位素系統包括放射性母體和穩定子體。研究工作主要是對選送樣品分析得到的數據進行整理、計算和作圖，得出其年齡值。要根據礦床類型選擇適合的測定對象和測定方法，如岩漿礦床可以用同時形成的含礦圍岩確定；鈾礦床可用晶質鈾礦等礦石礦物用 U-Pb法測定；稀土礦床用獨居石進行 Th-Pb或 Sm-Nd法測定得出准確成礦年齡；對硫化物礦床可用其中的黃鐵礦進行Re-Os法和⁴⁰Ar-³⁹Ar法測定；方鉛礦進行礦石鉛-鉛法測年。有的礦床也可以用成礦期間蝕變礦物進行測年。另外，要考慮不同成礦時代的礦床用不同的測定方法。如元古宙以前的礦床用 Sm-Nd全岩等時線法，晚元古代至古生代礦床用Rb-Sr全岩等時線法較好，新生代以來的礦床可用⁴⁰Ar-³⁹Ar 法、K-Ar法。現代成礦作用時代研究用¹⁴C法。

在礦床研究方法中，還應該提到成礦作用實驗研究和熱力學研究，這些研究顯然更具有理論研究的意義。礦床學文獻中早已引用了一些建立在實驗基礎上的各種熱力學相圖，用以說明成礦作用發生的物理化學條件和地質地球化學機理。現在的實驗研究就內容來看，不僅研究金屬元素在岩漿和熱液中的行為，而且已研究了揮發性組分在岩漿分異作用中和非岩漿成因低溫成礦作用中的行為與成礦的關系。由於礦床形成的復雜性和長期性，很難完全進行實驗模擬，因此實驗地球化學研究結果只是近似的，其應用是有條件的。此外，由於成礦作用實驗研究需要特殊的實驗設備和條件，其應用受到很大的限制。隨著成岩成礦模擬實驗的發展，礦物熱力學數據的不斷積累，可以用礦物組合的熱力學數據作為已知條件，用計算方法獲得有關礦物組合平衡溫度、壓力與逸度、酸鹼度及氧化還原電位之間的函數關系式，並繪制出溫度-壓力、溫度-逸度或酸鹼度-氧化還原電位的礦物平衡相圖，從而取得礦床形成物理化學條件某些定量或半定量的數據。現在，熱力學研究在成礦流體性質、金屬元素遷移和沉澱條件與機理、礦物組合的平衡關系、流體-岩石相互作用等方面都已取得了很好的成果。

F. 對鐵礦石有研究

關於鐵礦石哪方面的問題

G. 鐵礦石開采方法

需要的設備有：(1)反擊式破碎機
(2)板式給料機
(3)移動式上料機
(4)埋藏式刮板上料機
(5)震動篩選機
(6)輸送機.帶
(7)洗礦機
(8)磁選機
流程有：礦床開采新模式與勘察開采新技術
第一礦床概述
第二高產高效開采模式類別與選擇
第三礦井高產高效新技術
第四礦產勘察的經驗與展望
礦山開采可行性分析研究方案與步驟
第一礦山建設項目可行性分析研究
第二礦山建設項目經濟評價
第三礦床工業指標的確定方案
第三礦井開采方法模式設計與礦井開采工作流程
第一采礦方法的選擇及其設計
第二礦井開拓
第三礦井建設施工方案設計 .
礦石分析試驗方法技術及試驗流程
第一礦石物理分離方法
第二礦物化學提純方法
第三鐵礦石試驗方法流程
第四石英岩試驗方法流程
礦石產品分析試驗標准
1.礦石產品綜合標准
優質鐵燒結礦
青剛玉
2.礦石產品取樣及制樣方法標准
3.礦石理化檢驗方法標准

H. 　找礦哲學的研究方法

找礦哲學的研究方法主要有以下5種：

一、聯系分析法

聯系分析法有5重含義：一是運用唯物辨證法的基本原理和方法聯系找礦實踐，分析處理礦產勘查中的各種問題；二是把礦產勘查作為國民經濟大系統中的一個要素與該系統中其他要素聯系起來考慮，分析處理礦產勘查工作問題；三是將找礦工作各層次、各要素聯系起來分析研究；四是將一個勘查項目與其周圍區域地質條件聯系起來分析研究；五是將一個勘查項目（一個地區或一個礦床）地質條件方面的各個要素聯系起來分析研究。其中第一條即理論聯系實際的方法，是找礦哲學的最基本的方法。

二、類比分析法

類比分析法可以多方面進行，如地質條件類比與礦床類型類比等。不同地區地質條件類比往往是以某個在礦產勘查後已知有重要發現的地區作為類比標准，對照未有重要發現但屬選擇對象的地區的地質條件，從而確定該地區是否可作為礦產勘查工作靶區。礦產類型類比，是把已知的某些規模大、礦石質量好、便於開發利用的礦床，對照工作區內遠景情況還不明朗的礦床或礦點，找出其中相似的條件進行推斷，作為選擇具體勘查項目的重要依據。如黔西南地區大型微細粒金礦就是通過與美國卡林型金礦類比而發現的。又如浙江長興縣李家巷大型硅灰石礦，就是在考察江西上高—新余縣月光山特大型大型硅灰石礦，並在兩個地區地質條件類比分析之後發現的。該礦現已建成年產3萬噸硅灰石的礦山。

當然，在運用類比分析法時要注意不能簡單地生搬硬套，因為各個礦床類型或各種地質條件之間雖然存在著許多共性的東西或相似之處，但由於矛盾的特殊性，又使得每一個礦床及其他地質條件都有其獨特的個性。因此，在運用類比分析的基礎上還要具體問題具體分析。從共性和個性上去把握認識對象，從而達到找礦的目的。

三、綜合分析法

綜合分析法，一般分為3個步驟：第一步要將礦產勘查工作作為一個系統，將原始資料盡可能收集到一起；第二步將資料分類歸納整理成體系資料；第三步對加工整理的材料作出分析、判斷、推理，得出一定的結論，進行綜合分析。這是一個「去粗取精，去偽存真，由此及彼，由表及裡」的加工製作過程。

四、矛盾分析法

礦產勘查過程中充滿著矛盾。礦產勘查過程也就是正確認識與科學處理這些矛盾的過程。找礦哲學的范疇，如礦和非礦、大礦和小礦、已知和未知、地表和地下、重點和一般、新區和老區、目的和手段等等，就充分反映與體現了礦產勘查活動中矛盾存在的普遍性。運用矛盾分析法，首先，要注意研究矛盾的同一性和斗爭性這兩種根本屬性，找出矛盾雙方相互對立、相互依存、相互轉化的條件，推動矛盾向著有利於找礦實踐的方面發展。其次，要注意揭露包括內部矛盾和外部矛盾在內的矛盾的各個方面，力求全面、完整、系統地把握情況。再次，要從復雜繁多的矛盾中抓住起主導支配作用的主要矛盾和決定事物性質的主要矛盾方面，以使問題迎刃而解。最後，要注意矛盾的共性和個性，把應用一般的勘查理論、方法和原則與具體礦產勘查工作的實際很好地結合起來，一切隨時間、地點、條件而轉移，做到具體問題具體分析。

五、反復分析法

由於對客觀礦產的認識需要一個過程，找礦工作的性質具有探索性，所以對於一個地區一個礦床要反復實踐，才能深化認識。即使同一個礦床，在不同勘查階段，對不同時間的地質資料，也要分析研究，才能獲得比較正確的認識與評價。實際工作中，對資料反復分析還有這樣兩方面的原因：一是找礦科學理論的發展，出現新的找礦思路，需要對原有資料重新分析與認識；二是由於技術進步，也可通過對原有資料的重新處理而獲得新的認識。由於以上原因，反復分析法也是廣大地質工作者常用的方法。如安徽龍橋地區鐵礦的發現，就是對原有物探資料重新分析、重新處理之後再次進行鑽探檢查驗證後而發現的。雲南滇東北地區有色金屬礦產遠景的擴大，也是對地質資料的再次開發、反復研究的結果。一些油氣田也是通過改進地震方法與計算機處理發現的。山東膠東地區是我國產金最多的地區，對這個地區及礦源的認識，也是通過反復研究地質資料，反復野外勘查而逐步獲得的。

世界上也有許多成功的範例。如原蘇聯庫爾斯克磁異常鐵礦區，有鐵礦儲量426億噸，其中富礦261億噸，是世界上少數幾個最大鐵礦區之一。早在1783年人們就發現庫爾斯克附近有強磁異常。由於誤認為有高磁異常才有富礦，所以把鑽孔布在高磁異常上，結果在1930年以前所施工的20多處鑽孔中，只有一孔見到富礦。地質學家對地質資料反復研究後，發現富礦主要由赤鐵礦組成，於是改進技術方法，採用重力與磁法相結合的方法，重點轉向測量重力異常，並用鑽探驗證，結果發現富鐵在弱磁異常和高重力值區。據此指導下一步找礦，獲得成功。

南非蘭德金鈾礫岩礦床是世界上已知金礦中最大的幾個礦床之一。該礦於1886年發現，至今開采黃金3600噸，目前保有儲量18040噸。對該礦的認識也是反復研究，分析地質資料，並不斷採用新方法，不斷獲得新知識，而逐步取得成果。該礦引進物探方法找礦取得重大突破，應用地面磁測發現了韋爾科姆礦田，應用重力測量發現了斯提爾方丹礦田，應用航磁與地面磁測，發現了埃文德爾礦田，應用淺層地震反射波法，在卡爾科思克朗思找到金礦床。

美國內華達州的卡林金礦，礦石品位低，屬以沉積岩為容礦岩石的微細粒型金礦。原勘探深度僅在100～300米范圍內。經反復研究，認為深部尚有找到新礦體的可能。於是打了7個深孔，結果在深部發現了大而富的波斯特—貝茨金礦床，使儲量擴大了1倍以上，總儲量已達31噸，高品位地段礦石含金量為32克/噸。

加拿大赫姆洛綠岩帶型金礦，也是世界上大型金礦之一。該礦發現於1969年，因規模小，於1978年放棄。後來，地質學家反復研究資料，認為還值得重新開發，於1979年重新勘探，依靠物探與地質結合，圈出遠景地，通過鑽探驗證，在覆蓋很厚的地區找到了金礦。目前已知儲量為597噸，品位為4～16克/噸，平均7.78克/噸。

以上5種方法可歸納為3個層次。第一，運用哲學的理論與方法，研究礦產勘查活動和理論中的具體問題。這種研究是將礦產勘查活動中各個環節、因素進行研究，從中抽象出哲學問題，形成相應的哲學方法論，從而指導各個找礦環節的具體實踐。這種研究易於直接、具體地指導找礦實踐和理論研究，並且是哲學從找礦實踐中吸取養料過程的最基本的一步。第二，研究各種勘查活動和理論中共同的哲學問題，運用馬克思主義哲學對各種礦產勘查活動和理論進行分析，根據哲學的內在邏輯與規范，分別對礦產勘查活動中的哲學問題進行抽象概括，從而提出找礦的認識論、辯證法以及找礦與生產力和生產關系等方面的問題。這種研究在第一層次研究的基礎上進行，比較抽象，也比較概括。第三，綜合以上兩種研究，根據礦產勘查與哲學共同的內在邏輯，進行找礦與哲學的交叉，綜合的思考，建立具有自身內在邏輯結構和獨特內容的理論體系。如果說第一種方式是一種橫向思考，第二種方式是一種縱向思考，那麼第三種方式便是一種橫向、縱向交叉的思考。

I. 菱鐵礦的相關研究

菱鐵礦屬於方解石族的礦物，族中的礦物彼此異質同型（isomorphous）：由於各礦物的結晶構造相似，因此它們具許多相似的物理性質，包括：屬於六方晶系、三方（次）晶系（trigonal）－－晶型多為菱面體或scalenohedron，有三組發育優良的菱面體解理，透明菱面體結晶具有雙折射（doublerefraction）現象等。實際上，礦物組成中的陽離子之間，彼此可以完全地相互取代，形成一系列的固溶液（solidsolution），因此礦物之間的分辨可能變得較為困難。
前述曾經提及菱鐵礦會產自具有有機組份的沉積岩中，例如黑色頁岩、煤層中，我們不妨想像一下菱鐵礦的形成環境：一個古代的沼澤地區，許多植物的殘塊，舉凡木干、枝葉等散布其中，這是未來煤礦、煤炭形成的溫床，由於這個環境中有水、有溶解的鐵質，是個缺氧的環境，因此也適合菱鐵礦的形成，這就是含煤沉積岩中常見菱鐵礦的原因。
這些沉積岩中的菱鐵礦多以層狀或結核（nole，concretion）產出，所謂的結核，是菱鐵礦晶體堆積、包覆著一個核心，然後再向外層層包覆、生長而形成，這個核心大多是其他礦物，例如：黃鐵礦、閃鋅礦、燧石（chert）等，但是在美國伊利諾州MazonCreek地區的頁岩中，菱鐵礦結核中包覆的不是礦物，而是在那古沼澤地區、與煤礦物源共同生活的植物與動物們。這種包覆動物或植物化石的菱鐵礦結核，以伊利諾州的最為著名，不過除此之外，印度西部等其他地區也有產出，並不是只有一個地方看的到。